AN10007 クロック ジッターの定義と測定方法
ジッターは、一連の信号エッジの理想値からのタイミング変動であり、通常はシステム内のノイズやその他の外乱によって引き起こされます。このアプリケーション ノートでは、さまざまなタイプのジッターとその原因、さらにリアルタイム オシロスコープを使用してジッターを測定するためのベスト プラクティスについて学びます。
ジッターは、一連の信号エッジの理想値からのタイミング変動であり、通常はシステム内のノイズやその他の外乱によって引き起こされます。このアプリケーション ノートでは、さまざまなタイプのジッターとその原因、さらにリアルタイム オシロスコープを使用してジッターを測定するためのベスト プラクティスについて学びます。
このアプリケーションでは、位相雑音と位相雑音測定方法の理論的な概要を簡単に説明し、その後、被測定信号を機器に適切に接続すること、位相雑音アナライザをセットアップすること、適切な設定を選択することなど、実際的な位相雑音測定の推奨事項に焦点を当てます。
PTP は、パケット ネットワークにおける時間と周波数の同期のためのプロトコルを定義する IEEE 1588 標準で扱われる双方向時間転送プロトコルです。この文書は、ITU-T SG15/Q13 内の標準とその IEEE 1588 への適用、およびフル タイミング サポートを備えたネットワークにおける通信境界クロック (T-BC) および通信タイム スレーブ クロック (T-TSC) の要件に焦点を当てています。
差動発振器は高性能アプリケーションで使用され、電源ノイズに対するより高い堅牢性を提供します。このアプリケーション ノートでは、LVPECL、LVDS、または HCSL 出力ドライバを備えた SiTime 差動発振器ファミリの終端に関する推奨事項を提供します。 CML または HCSL クロック入力を LVPECL 出力で駆動するためのインターフェイスについても説明します。
すべてのデジタル電子機器には基準クロックが必要であり、その目的を果たすために発振器が広く使用されています。高性能デバイスの周波数特性を検証するには、正確な周波数測定が必要です。このドキュメントでは、SiTime MEMS 発振器のユーザーが正確な周波数測定を行うのに役立つ周波数測定方法と機器の概要を説明します。
ジッターの測定に使用される最も一般的な機器の 1 つは、リアルタイム デジタル オシロスコープ (スコープ) です。正確なジッター測定を行うには、リアルタイム オシロスコープを適切に設定する必要があります。このアプリケーション ノートでは、最高のジッタ測定精度を得るためにオシロスコープをセットアップするための一般的なガイドラインを提供します。
すべての電子システムにはタイミング デバイスが必要です。そして、多くの場合、水晶 (XTAL) 共振器が頼りになるソリューションとなります。ただし、発振器と発振器 IC を組み合わせて 1 つの完全な統合タイミング デバイスを構成する発振器には、XTAL と比較していくつかの利点があります。これらの利点は、MEMS タイミング テクノロジによってさらに拡張されます。
SyncE および PTP アプリケーションでは、ローカル発振器は環境要因に関係なく安定した基準を提供する必要があります。このペーパーでは、通信システムで使用されるさまざまな TCXO の性能要件と特性について説明し、気流および温度過渡状態における ADEV、TDEV (ワンダ)、および MTIE の測定結果を示します。この論文は、WSTS (同期およびタイミング システムに関するワークショップ) で発表されました。
PCIe では初めて、位相ノイズ アナライザーを使用して Refclk ジッター コンプライアンスを測定できるようになりました。 Refclk ジッター コンプライアンスを決定するための最新の PCIe BASE Rev. 5.0 仕様、位相ノイズとオシロスコープ手法の長所と短所、サンプリングされたシステムでの位相ノイズのエイリアス方法、およびアルゴリズム開発について学びます。このトピックは DesignCon で発表されました。 ( プレゼンテーションスライド)
この論文では、新しい DualMEMS™ アーキテクチャ、石英ベースのデバイスと比較して構造と製造がどのように異なるか、熱外乱 (周波数勾配) に応じて熱結合が発振器の性能にどのような影響を与えるかについて説明します。温度オフセットを示す熱シミュレーションが表示されます。
この論文では、分解能 20 μK、変換速度 200 S/s、FOM 0.04 pJK2 を備えたデュアル MEMS 共振器ベースの温度センサーを紹介します。 2 つの機能モードと関連する回路を備えた MEMS 共振器設計の実装について説明します。この論文は、IEEE Journal of Solid-State Circuits に掲載されました。
高精度 MEMS 発振器には、温度による周波数変動を補償するために frac-N PLL の乗算係数を調整する TDC が必要です。この論文では、位相ノイズにほとんど影響を与えない 40 μK の分解能と 0.12pJK2 の FOM を備えたデュアル MEMS 共振器に基づく TDC を紹介します。この論文はISSCCで発表されました。 (プレゼンテーションスライド)
この文書では、計時および低電力機能用の小型フォームファクタを備えた、最初の量産 32 kHz 低電力 MEMS ベース発振器 (±100 ppm) および TCXO (±3 ppm) のシステム レベルおよび回路レベルの設計について説明します。スペースに制約のあるモバイルデバイスで。この論文は、IEEE Journal of Solid-State Circuits に掲載されました。
現在の 32 kHz の水晶振動子および発振器は、サイズの縮小という課題に直面しています。このペーパーでは、小型フォームファクタ、厳しい周波数安定性、およびマイクロパワー 32.768 kHz クロック基準を必要とするモバイル計時アプリケーションに適した 32 kHz MEMS ベースの発振器を紹介します。この論文はISSCCで発表されました。 ( プレゼンテーションスライド)
この文書では、-40 ~ +85°C で 1 ppm 未満の周波数安定性を実現する初の商用 MEMS TCXO を紹介します。そのシステム アーキテクチャ、MEMS 共振器、主要な回路ブロックについて、プログラマビリティや信頼性と堅牢性の向上などの付随する利点とともに説明します。この論文はAACDで発表されました。
プログラマブル発振器は、FPGA ベースのアプリケーションでの EMI 低減のためのクロック ツリーの最適化とスペクトラム拡散変調の柔軟性を提供します。このペーパーでは、設計者がシステムのパフォーマンスを向上させ、クロッキングの問題を解決するのに役立つタイミング アーキテクチャを紹介します。この論文はESCで発表されました。 (プレゼンテーションスライド)
低帯域幅 PLL の場合、高 Q 制御発振器は低ゲインと高い安定性を提供します。このペーパーでは、1) バラクタ ベースの VCXO、2) PLL ベースの VCXO、3) デジタル制御発振器について、量子化、更新遅延、ループ パフォーマンスの影響とともに、システムの柔軟性と堅牢性を検証します。この論文はESCで発表されました。 (プレゼンテーションスライド)